中国北方干旱区感热及潜热的异常特征

通过对1949-1999年逐月NCEP/NCAR感热通量和潜热通量再分析资料的分析,发现在我国北方干旱区感、潜热通量的年际变化存在着2～3个敏感区,分别位于西北和华北及内蒙一带。其中以东部的华北-内蒙区最为显著。代表上述两个地区通量的平均年际变化表明,在20世纪60年代后期,感、潜热通量存在一个突变;进入70年代以后,上述两个地区的感热通量保持在一个较高的水平上,潜热通量的变化则呈现出相反的变化。

利用探空气球升速判定敦煌夏季白天边界层高度的分析

大气边界层高度是表征大气边界层的一个重要参数。利用2009年8月20～23日在甘肃敦煌进行的9次探空试验资料,分析了位温和探空气球的上升速度随高度的变化特征。结果表明,探空气球的上升速度也可以作为大气边界层高度的判定指标。通过分析用位温与探空气球上升速度所定的边界层高度,得到敦煌盛夏的边界层高度最高可达到4 300m,平均为3 500m左右;有云时边界层高度较晴天低;边界层高度的日变化上午比下午低。理论分析表明,边界层内的湍流减小了对气球的拖曳力,使得探空气球的上升速度较快,而边界层以上由于湍流作用减弱,气球的上升速度小于边界层内的上升速度。

酒泉风电基地高分辨率风能资源的数值模拟

利用酒泉地区气象观测资料和NCAR/NCEP再分析资料,结合中尺度WRF模式,研究了酒泉千万千瓦级风电基地（39.5°~41.5°N,94.5°~97.5°E）的高分辨率（3 km×3 km）风能资源。结果表明：在模拟区域内主要有3个风速和风功率密度大值中心;该区域大部分地区冬季风速和风能密度最大,夏季较小。经比较,模拟的风能密度与实际观测结果较为一致。

地形对两次寒潮过程影响的数值模拟研究

本文利用FGGEⅢb资料与原始方程模式对两次寒潮过程进行了数值模拟。结果表明,东亚的地形动力作用对以下天气系统有重要影响:(1)蒙古高压的生成、发展;(2)青藏高原东北边缘附近地形槽的形成;(3)兰州高压的形成和发展;(4)冷空气南下的路径。

近50年来我国东、西部地面气温和降水变化对比的初步分析

利用1951—2003年我国160个气象站月平均地面气温和降水资料,分析了我国东、西部气温和降水变化趋势的异同,并讨论了其可能原因。结果表明:我国东、西部地区年、季平均气温变化有较好的一致性,降水变化则有一定差异。近50年来,我国东、西部年平均气温均呈升温趋势,降水从1950年代开始减少,至1990年代又增加。东部年平均气温的增暖趋势大于西部,降水受大气环流影响较大。

辽宁中部城市群大气能见度变化趋势及影响因子分析

通过分析辽宁中部相对集中分布的5个城市群1987—2002年间的大气能见度、影响能见度的气象因子和污染物的变化特征及能见度与气象因子、污染物浓度之间的相关关系等,得到以下结论:(1)各城市能见度有明显的月、季和年际变化特征,能见度月变化呈双峰型,第一个峰值在5月份,第二个峰值在9,10月份;冬季能见度的值最低,春、秋季高;本溪市的能见度在逐年变好;沈阳的能见度从1987—1997年逐年变好,1997年以后又逐年变差;其它城市的能见度呈逐年变差的趋势。(2)各城市影响能见度的气象因子的年际变化特征基本是一致的;5个城市TSP,SO2污染浓度年均值均呈下降趋势,NOX的年际变化趋势不明显。(3)能见度与湿度、雾的相关关系都呈负相关且非常显著;与降雨量、风速及温度之间的关系比较复杂;与各种污染物的相关都呈负相关。

光伏电站对格尔木荒漠地区土壤温度的影响研究

利用2012年10月～2013年9月格尔木大型光伏电站内外一整年的观测资料,对比分析光伏电站内外的土壤温度变化特征.结果表明：在土壤浅层（5、10 cm）,光伏电站内外土壤温度日变化差异明显.5 cm层土壤温度日最大值相差9.7℃,土壤温度日较差站内明显低于站外,光伏装置具有绝热保温作用.站内5～180 cm各层土壤温度年较差均大于站外;在冬季,站外各层土壤温度均明显高于站内,光伏电站是冷源.在2012年10月～次年3月,站内5～80 cm各层土壤日平均温度显著低于站外.

光伏电站对格尔木荒漠地区太阳辐射场的影响研究

利用2012年10月-2013年9月格尔木大型光伏电站内外观测资料，对比分析光伏电站内外地表辐射特征。结果表明：站内向上短波辐射和净辐射日总量分别为3．54、8．30MJ／m^2；站外分别为5．02、6．34MJ／m^2。年内最大值均出现在6月份，最小值均出现在12月份。两个观测点向上短波辐射春季相差最大，冬季相差最小。净辐射在8月份相差最大，12月份相差最小。站内日平均反照率为0．19，站外为0．26。站内年平均净辐射明显高于站外，光伏电站内下垫面温度明显低于站外，光伏电站是一个能量汇。

光伏电站对格尔木荒漠地区空气温湿度影响的观测研究

利用格尔木大型光伏电站内外空气温湿度观测资料,比较站内外气温与空气相对湿度的日变化与年变化特征,分析造成光伏电站内外空气温湿度差异的可能原因。结果显示:对2 m气温而言,冬季白天,站内外基本相同;春、夏、秋季白天站内明显高于站外,夏季差异达最大,为0.67℃,这与太阳电池板发热,加热空气的效应大于光伏板的遮阳冷却效应有关;而在四季夜晚,站内2 m气温值均高于站外,这可能与光伏板对近地面层的保温作用有关。而10 m气温,四季白天站内均低于站外,其中秋、冬季相差较大,这可能与冬、夏气温对太阳电池板光电转换效率的影响,进而造成10 m处能量收支差异有关;夜晚表现为站内低于站外,这可能与白天站内外地表能量收支差异有关。在年变化中,站内2 m气温月均值均高于站外,站内10 m气温月均值均低于站外。在10 m高度处,夜晚站内空气相对湿度大于站外。

酒泉地区风能资源开发优势度分析

运用新一代中尺度模式WRF对酒泉部分地区进行了风场的数值模拟。结果表明,WRF模式对复杂地形条件下的风场具有较好的模拟能力,也能较好地模拟出地形对风速的影响。在此基础上,结合GIS技术在空间信息处理方面的优势,综合考虑各种地理要素的影响,对酒泉地区风能资源进行精细化研究,分析风能资源开发的优势度,发现(1)研究区域具有非常丰富的风能资源,较丰富区以上地区的面积将近达到研究区域的一半;(2)丰富风能资源区与该地区的地形有很好的对应关系,主要处于有地形狭口效应的区域;(3)最有利于风能资源开发的区域在玉门镇以南至昌马,这一片区域的地形平坦,风能资源丰富,又是戈壁,非常适合建设大型风力发电场。这些显示了酒泉地区风能资源开发的优势度分布,能为风电场的选址提供参考。

强震前的“干热异常”与地温、降水波及应变弱停

对近30年出现在中国西部及邻区的14次MS≥6.9强震前1年多内的地温场和降水场进行了分析。发现有如下共同规律：①在震前1年左右东亚地区会出现干热异常（3.2 m地温升高,同时降水距平为负值）,持续时间约为2-6个月,最大干热面积可达2-4×106km^2;②在震前0.5-1年左右我国的月降水距平%图和3.2 m地温距平的月际变温图上,可看到波长小于1 000 km的地温波和降水波,可称为＂超低频应力密度波（应变波）＂,它是致使岩石破裂的力源;③在震前0-2个月应变波的波长会停止缩短,振幅变小,且波动方向可有一个近90°的旋转,是＂应变弱停＂的表现。以上可视为孕震三步曲。依据上述统计事实本文提出了强震成因的假设：地外核中有一股热力极不稳定的Benard上升流体对其上的壳幔层形成顶托,造成地温升高,对流热传导系数变小,形成干热异常;岩石圈中脆性层的应力不断增大,致使出现不稳定波（应变波）;出现＂应变弱停＂时意味着强震即将爆发。

中亚感热异常对我国西北温度、降水的影响

利用1954—2004年NCEP/NCAR月平均再分析感热资料和我国西北地区31个测站温度、降水资料,采用SVD分析方法,分析了中亚感热场与我国西北地区温度、降水场的关系。分析表明:(1)4～9月的中亚感热与来年我国西北地区1月的温度呈显著的负相关。(2)5～7月中亚感热主要影响我国西北的新疆大部、甘肃、宁夏、陕西等地区来年1月的温度。(3)5～6月、7～9月、10～12月中亚感热分别影响我国西北7月、10月和来年2～3月降水。(4)5～6月中亚感热与7月我国西北的甘肃中南部、新疆东南部和阿勒泰地区的降水呈负相关关系。

青藏高原中部聂荣亚寒带半干旱草地近地层湍流特征研究

湍流运动是大气最基本的运动特征,是地气间能量物质交换的主要方式。利用2014年7月18日至8月31日青藏高原中部聂荣观测站的近地层湍流观测资料,分析了该地区近地层湍流统计特征以及近地层通量的日变化特征。结果表明:在不稳定和稳定层结下,风速分量归一化标准差σ_u/u_*,σ_v/u_*,σ_w/u_*与稳定度参数z/L满足相似理论的"1/3"定律,近中性条件下趋于常数,并表现为σ_u/u_*≈σ_v/u_*>σ_w/u_*;在不稳定层结下,温度、水汽密度和CO_2浓度归一化标准差σT/|T*|、σq/|q_*|和σ_C/|C_*|与|z/L|满足"-1/3"定律,在近中性层结下趋于常数,且明显大于青藏高原其他地区。湍流在风速0 m·s^(-1)<U<3 m·s^(-1)的环境中发展最为旺盛,垂直风分量的湍流强度较水平风分量更为集中,三个方向的湍流强度基本表现为I_u≈I_v>I_w。夏季潜热通量大于感热通量,CO_2通量的日变化以吸收为主,最强达到0.46 mg·m^(-2)·s^(-1)。

青藏高原深层土壤热通量的变化特征分析

青藏高原地表热状况不仅对局地天气和气候变化有重要影响,而且还在次季节到季节尺度上对周边特别是下游地区的短期气候变化产生影响,因此日益受到研究者的关注。土壤热扩散率和土壤热通量是决定土壤热状况的两个重要因素。不同于以往的研究,本文利用青藏高原地区1980—2001年39个气象站0.8 m和3.2 m的土壤温度资料,采用热传导对流法计算了0.8~3.2 m深层土壤热扩散率和土壤热通量,分析了它们的年变化和年际变化特征,并分析了深层土壤热通量和高原季风的相关关系,得到了一些有意义的结论。青藏高原深层土壤温度随深度的增加振幅减小、位相延迟;在1980—2001年间,土壤热扩散率的变化总体呈减小趋势;土壤深层热通量年变化与土壤表层热通量的年变化具有相反的相位;总热通量与对流热通量的变化具有相同的相位;深层土壤热通量月平均值在冬季为负值(定义热流向上为正),夏季土壤热通量都为正值。土壤热通量与高原冬季风指数的变化趋势相反,相关系数为-0.53;而与高原夏季风指数变化趋势一致,相关系数为0.58,都通过了95%的显著性检验。这些结论对于促使我们认识高原陆气相互作用是非常有意义的。

以植被指数0.12为指标看我国的荒漠化与草原界限的变化

通过对荒漠化描述指标和方法的讨论,最后用植被指数(NDVI)作为描述荒漠化的指标,定性讨论了我国荒漠化和干草原区域近10a的变化。结果表明,NDVI可以用来作为荒漠化特征的指标,NDVI的0 12线大致与200mm降水量相对应。近10a,我国的荒漠化在1998年以后有所扩大。

夏季青藏高原与热带西太平洋下垫面热源异常对中国短期气候的影响

本文利用一个两层全球大气环流格点模式进行了控制试验、青藏高原地表反照率增加及热带西太平洋海温升高等三个数值试验,以研究夏季这两个地区下垫面热源异常对短期气候变化的影响。结果表明,高原地面热源减弱将造成海平面气压场上亚洲大陆低压减弱;高原及其以西地区500 hPa高度下降,黄河以北地区高度升高;同时高原地区、江淮流域以及黑龙江流域降水减少,但从北疆、内蒙到辽河流域以及我国西南局部和东南沿海地区降水增加。热带西太平洋海温异常带来的变化与此不同.文中还就下垫面热源异常在短期气候预测方面的可能应用等问题进行了讨论。

中国西北地区降水的演变趋势和年际变化

将 PCA和 SSA相结合 ,分析了中国西北地区降水量的演变趋势和年际变化 ,结果表明 :西北地区的降水变化的主要趋势是 1 960年代初多雨 ,到 1 970年代初演变为少雨 ,1 980年代又多雨 ,1 990年代少雨。这种趋势在陇南和陕西中南部是最显著的 ,天山北麓区也是相对显著区。西北地区降水主要存在准 8.5a、准 3～ 4a和准 5.1 a的甚低频振荡。甚低频振荡在降水中的重要性依次为准 8.5a、准 3～ 4a和准 5.1 a。准 8.5a振荡的振幅要比准 3～ 4a和准5.1 a振荡的振幅变化大。振荡位相在空间的分布并不完全一致。

青藏高原深层土壤热扩散率的时空分布特征

青藏高原是地气相互作用相对活跃的地区,深入了解青藏高原土壤热扩散率的变化,才能正确计算地表能量平衡进而准确认识青藏高原对全球和区域气候变化的影响。根据青藏高原1980—2001年39个观测站点实测的0.8 m和3.2 m土壤温度资料,利用热传导对流法结合最小二乘法拟合求得各站点的土壤热扩散率,并分析了土壤热扩散率的时空变化规律。结果表明,1980—2001年期间青藏高原土壤热扩散率在20世纪90年代以前波动较大,20世纪90年代以后波动较小。青藏高原东部地区的深层土壤热扩散率从春季至夏季增大,夏季至秋季减小,秋季至冬季减小;夏季最大值出现在青、川、甘三省的交界处,土壤热扩散率的值为8×10-6 m^2s^(-1),冬季最大值为5.1×10-7 m^2s^(-1);而除东部以外的青藏高原其他地区的土壤热扩散率,春季至夏季减小,夏季至秋季增加,秋季至冬季减小,该区域土壤热扩散率的变化范围为1.2×10-7 m^2s^(-1)~9.2×10-7 m^2s^(-1)。土壤热扩散率的多年平均最大值出现在青海省和甘肃省西南部以及四川西部的青藏高原东部地区,土壤热扩散率的极值为6.4×10-6 m^2s^(-1)。最小值出现在祁连山地区,土壤热扩散率为1.2×10-7 m^2s^(-1),中部地区为相对高值区。

酒泉地区20120604暴雨的诊断分析

利用地面定时观测资料、区域站降水资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2012年6月4-5日酒泉地区出现的一次大暴雨过程进行了诊断分析。结果表明,这次大暴雨发生在"西低东高"的流场配置下,"歪脖子"高压的存在使得低值系统在酒泉地区滞留;在低纬度天气系统与中高纬度天气系统相互作用下,酒泉地区上空形成了中尺度涡旋;高层负涡度区与中低层正涡度区相配置,高层强辐散与低层强辐合相耦合,同时大气处于潜在不稳定状态,垂直上升运动发展迅速,有利于强对流的发生、发展。

黄河中游一次中层低涡暴雨的中尺度数值模拟

本文采用改进的MM4巾尺度模式模拟系统对造成1982年7月29日—8月2日黄河中游特大暴雨过程后一阶段强降水的低涡系统进行了中尺度数值研究。结果表明:与强降水密切相关的该中尺度系统是在登陆台风外围东南风急流影响下发展起来的具有斜压性的中尺度低涡,其风场上最强的气旋性涡旋在对流层中层。它并非登陆台风变性而成,而是由新生低涡发展而成的一个对流层中高层涡旋。造成暴雨中尺度低涡发展的主要机制是非绝热湿过程。凝结潜热释放在非绝热湿强迫中占主导地位。低涡发展时垂直运动与对流凝结潜热释放之间的正反馈过程是低涡持续发展、强降水发生的主要能量基础。地面热通量并非是决定暴雨中尺度系统发展的主要因子,没有地面热通量的贡献,大气的热力结构会受到影响,进而影响系统发展的强度,但系统的发展仍能维持,演变趋势不受影响。